Secado solar

Secado solar

El secado solar. La conservación de alimentos por secado o deshidratación es quizás el procedimiento más antiguo que aplicaron los seres humanos desde los orígenes de la civilización como respuesta a la necesidad de preservar los alimentos para períodos de escasez.

La energía renovable proveniente del sol, es el recurso más importante de los países tropicales. El sol puede suministrar la energía necesaria para evaporar el agua de los alimentos y las plantas aromáticas que sirven para condimentar, se logra así un método eficaz de conservación, que al disminuir la disponibilidad de agua evita el deterioro por el crecimiento de microorganismos y la actividad de las enzimas que causan la descomposición.

La aplicación de técnicas de deshidratación por secado solar está actualmente muy difundida, ya que permite conservar alimentos después de cosechas productivas o los excedentes del consumo fresco de alimentos y plantas útiles que se producen solamente en determinadas estaciones del año. Generalmente se da el nombre genérico de secado solar a los procedimientos que posibilitan extraer el agua contenida en los alimentos auxiliándose de utensilios o equipos como bandejas, gabinetes o túneles de secado solar; y se conoce como secado al sol, al método más sencillo que se limita a exponer los productos al sol.

El secado solar presenta ventajas sobre el simple secado al sol, ya que se logran temperaturas más altas con menor grado de humedad, por lo que se facilita y acelera el secado; además se protegen los productos contra la lluvia, el polvo, así como de insectos o animales indeseables. En el caso del secado al sol, cuando se exponen los productos directamente al sol, la operación se realiza, por lo general, de manera directa y a la intemperie, haciendo el secado más lento, la producción es baja y el producto se deshidrata con menor calidad.

La deshidratación es una palabra similar al secado, es decir, significa eliminar el agua, sin embargo, se ha venido utilizando para hacer referencia a las tecnologías de secado que implican equipamiento industrial con uso de petróleo o combustible fósil. No obstante, en el presente libro se hará referencia a la misma, independientemente de los procedimientos empleados para extraer el agua de los alimentos y las plantas aromáticas.

Ventajas del secado solar

La conservación de alimentos y plantas aromáticas por procedimientos artesanales, es una práctica muy utilizada, tanto para el autoconsumo familiar como para la comercialización en los mercados locales y también para la exportación. En países del Tercer Mundo como la India, Sri Lanka, Bangladesh, Tailandia y otros, se producen grandes cantidades de alimentos y condimentos deshidratados artesanalmente haciendo uso del secado solar.

La conservación de alimentos y plantas aromáticas por deshidratación al sol presenta importantes ventajas:

• Los procedimientos son sencillos, naturales y económicos, ya que no se utilizan equipos costosos ni se requiere energía fósil en su elaboración.
• Representa una alternativa renovable no contaminante para aprovechar la energía solar en beneficio del medio ambiente.
• Posibilita la conservación de los alimentos y plantas útiles cuando se producen excedentes, en especial en los picos de cosecha de los cultivos estacionales.
• Se logra la conservación por largos períodos de tiempo, de cosecha en cosecha, manteniendo disponible los productos todo el año.
• Facilita la conservación de los alimentos más perecederos que se descomponen rápidamente.
• Aumenta el valor agregado de la materia prima, sobre todo cuando los productos se producen o adquieren a bajos precios en los picos de las cosechas, lo que actúa proporcionando seguridad alimentaria y regulando el mercado en los períodos de sobreproducción.
• Permite aprovechar residuos de cosecha de alimentos que por diferentes razones no son aptos para el consumo directo.
• Diversifica el consumo de alimentos y condimentos al tener disponible gran variedad de productos fuera de la época de su cosecha.
• Disminuye el peso y el volumen de los alimentos frescos, por lo que facilita el almacenaje y la transportación.
• Resulta una buena opción cuando existen dificultades para la transportación de los productos frescos, en especial cuando los centros de consumo y comercialización están alejados de los lugares de producción.
  
  
• Los procedimientos pueden ser introducidos a cualquier escala de producción: doméstica, en granjas, cooperativas, huertos comunitarios o familiares de pequeña producción.

Principios básicos de la conservación por secado solar

La descomposición de los alimentos y las plantas aromáticas, es un proceso espontáneo que comienza cuando se corta el ciclo biológico natural o se separa la planta o la fruta del medio que mantiene su vida, de esta manera se produce la muerte, precisamente en el momento de la cosecha. Aunque en algunas circunstancias puede ocurrir el ataque de insectos u otros organismos vivos antes de la cosecha.

El deterioro ocurre por varias razones, pero la más importante es por la presencia y crecimiento de microorganismos como los hongos o los mohos, las levaduras y las bacterias. Aunque también se producen daños por las reacciones de sustancias químicas activas llamadas enzimas. Los microorganismos y las enzimas necesitan determinadas condiciones para mantener su acción agresiva.

Por lo tanto, todo el trabajo que hacen mujeres y hombres para conservar los alimentos está encaminado a evitar estas acciones. Una condición que requieren los microorganismos y las enzimas es la presencia de agua disponible para mantener sus actividades. La mayoría de los alimentos y las plantas aromáticas en su estado natural contienen alrededor de 65 a 95% de humedad. Por lo tanto, cuando se elimina el agua hasta los límites donde no es posible mantener la sobrevivencia de los microorganismos y la actividad de las enzimas, estos se inactivan o dejan de existir, lo que posibilita la conservación por períodos prolongados de tiempo sin la necesidad de refrigeración o congelación.

Esto tiene lugar generalmente cuando el contenido de humedad alcanza entre 8 y 20%, lo que depende del tipo de alimento.Pero no solamente es necesario extraer el agua, también es imprescindible mantener las condiciones para que el proceso sea duradero o estable, es decir, que no ocurra de nuevo una hidratación o absorción de agua de la atmósfera que permita el crecimiento de los microorganismos.

Además, también se deben mantener, tanto como sea posible, las propiedades naturales de aroma, sabor y una buena presencia del producto seco. Asimismo, deben minimizarse las pérdidas de las propiedades nutritivas y asegurar las medidas higiénicas y sanitarias que hagan el producto apto para el consumo humano.

Para lograr estas características, por lo general los alimentos son sometidos a un proceso de selección y preparación del material antes de la deshidratación para proceder al empacado y finalmente el etiquetado antes del almacenamiento.

¿Cómo se realiza el secado solar?

La pérdida de humedad de los alimentos se produce por la evaporación del agua desde la superficie de los alimentos, de manera que el agua emigre del interior del material a la superficie y posteriormente a la atmósfera. Es evidente que este proceso se favorece por el volumen y la circulación del aire y el calor del sol, pero no solo el calor del sol evapora el agua de los alimentos.

Los fenómenos básicos a tener en cuenta para secar los alimentos son:

• La evaporación de la humedad desde la superficie de los alimentos.
• La emigración de la humedad del interior de los materiales a la superficie y la atmósfera.

En cuanto a la emigración o pérdida de humedad desde los alimentos y las plantas aromáticas, los aspectos a considerar son:

• Contenido de humedad, estructura física y composición química de los alimentos.
• Temperatura, humedad y volumen del aire circulante.
• Tamaño de las piezas a secar. La pérdida de humedad es mayor a medida que disminuye el tamaño de la partes del alimento a secar.
  
  

*El grado de saturación del agua que contenga el aire, es decir la humedad que va a circular para secar un producto influye en la capacidad de secado, y como el potencial del aire de absorber humedad aumenta si el aire está caliente, cuando aumenta la temperatura ambiental por efecto de las radiaciones solares, la deshidratación se realiza con mayor efectividad.

En su fase inicial, en el ciclo de secado, los alimentos pierden humedad rápidamente, el movimiento del aire es más importante que la temperatura y la humedad de la atmósfera. Sin embargo, en la fase final de secado, cuando la humedad de los alimentos ha disminuido hasta alrededor del 30%, la eliminación de agua es lenta y se requiere baja humedad y las altas temperaturas del mediodía para completar el proceso de secado.

div align="justify">En general, los procesos de secado solar típicos tienen una duración de 1 a 3 días en dependencia de los rayos solares, el movimiento del aire, la humedad y por supuesto la característica del producto a secar. Se aconseja, cuando el tiempo es lluvioso, no terminar el secado, ya que el material una vez iniciada la deshidratación, se puede guardar por 2 ó 3 días sin que se deteriore.

Procedimientos generales para el secado solar

La forma más sencilla de secar alimentos y plantas útiles es esparcir los productos sobre una superficie o lámina de nailon o polietileno y exponerlos directamente a los rayos solares y al viento durante las horas de sol, por varios días consecutivos. El polietileno facilita también la transportación de los productos. Este método tiene la ventaja de la sencillez y la posibilidad de aplicarlo prácticamente sin ningún recurso.

Pero los resultados son de menor calidad y el proceso es relativamente lento, cuando las cantidades a secar son grandes. Además, no protege el material contra las inclemencias del tiempo, el ataque de insectos, roedores, aves, otros animales indeseables, polvo y suciedades.

En otros sistemas sencillos de secado solar, los materiales se colocan sobre platos de secado de concreto, patios o azoteas. Deben voltearse mientras estén al sol por lo menos 1 ó 2 veces al día para acelerar la deshidratación. El tiempo de secado depende de los factores que se mencionaron con anterioridad, pero por lo general se completa entre 2 y 4 días. Los productos deben recogerse por la noche para evitar la humedad del sereno y colocarlos al sol nuevamente en la mañana si no se dispone de algún material o dispositivo que los proteja de la intemperie.

Otro procedimiento sencillo, que se aplica principalmente a los vegetales de hoja y a las plantas de condimento, consiste en amarrar las plantas en ramitos no muy voluminosos y suspenderlos en una tendedera como si se fuera a secar ropa al sol.

Se calcula que es posible extraer, en óptimas condiciones, aproximadamente 2 kg de agua por día por cada metro cuadrado de superficie expuesta al sol.

Existen otros métodos de secado solar en bandejas, gabinetes, casas o túneles de secado que se discutirán más adelante en la sección 3.7. Dispositivos para el secado solar. Estos últimos requieren algunos recursos adicionales pero presentan ventajas en cuanto a la rapidez del proceso, la calidad del producto final y en algunos, a la protección de los alimentos y las plantas útiles a la intemperie.

Las bandejas se pueden construir con cualquier tipo de tabla o madera y tienen el fondo con una malla para permitir la circulación de aire. El fondo puede forrarse con tela plástica con pequeños orificios, como por ejemplo la del tipo utilizado para evitar la entrada de moscas y mosquitos o las mallas de sombreo que se utilizan para proteger cultivos.

Las bandejas se colocan inclinadas y a cierta altura del piso. La posición de las bandejas debe ser tal que permita utilizar al máximo las ventajas de la dirección prevaleciente del viento. El uso de las bandejas facilita la transportación de los productos. La estructura para suspenderlas puede construirse con cualquier tipo de troncos de árboles, con caña brava (bambú) u otros materiales.

El secado en bandejas puede superarse si se construye un secador del tipo gabinete donde las bandejas se cubren con un techo transparente. Se evita así el contacto de los alimentos con animales indeseables, se protege de la lluvia y la contaminación ambiental. En estos gabinetes el tiempo de secado depende de la abundancia de la energía solar y debe evitarse la condensación de vapor de agua dentro del gabinete.

En general, la deshidratación tiende a producir pérdidas en el valor nutritivo o las propiedades de los alimentos y plantas útiles. Por ejemplo, en las frutas y vegetales ocurren cambios por la oxidación de carotenos y vitamina C, también se afecta en cierta medida el valor de las proteínas y la evaporación de compuestos aromáticos volátiles. Sin embargo, sus ventajas son tantas que siempre decimos que es preferible perder algo que no tener nada, ya que ningún procedimiento de conservación puede sustituir, con todas sus propiedades, el uso fresco de los alimentos y las plantas aromáticas.

Los métodos de deshidratación al sol son extraordinariamente económicos, fáciles de aplicar, proporcionan seguridad alimentaria y pueden emplearse en gran variedad de alimentos y plantas útiles como se detallará más adelante para cada producto en específico.

Utensilios básicos para el secado solar

El tratamiento antes y después del secado solar para la limpieza, lavado, pelado, corte, escaldado, molinaje y almacenamiento, requiere utensilios que pueden estar disponibles y accesibles en cocinas, comedores, hogares, parcelas, granjas, cooperativas o pequeños locales en cualquier lugar.

• Cuchillos de cocina
• Rebanadora manual o eléctrica
• Olla de cocina
• Molinos manuales o eléctricos
• Tela de polietileno, bandejas o túneles de secado solar

Tratamientos previos a la deshidratación

En varios tipos de alimentos es necesario algún tratamiento antes de la deshidratación para mantener el color, evitar el oscurecimiento, favorecer el proceso de secado y disminuir las pérdidas de nutrientes. El tratamiento de escaldado es el más utilizado y consiste en sumergir los alimentos en un baño de agua hirviendo o al vapor por breves minutos. Se aplica principalmente a los vegetales como el tomate, la zanahoria, la habichuela, la acelga y la papa. Otros tratamientos con productos químicos como el metabisulfito de sodio se aplican a las frutas, pero este producto no está disponible localmente ni constituye un método natural. En sustitución, es posible utilizar ácidos antioxidantes como el ácido ascórbico contenido en el jugo de limón o de naranja agria.

Los otros tratamientos previos que reciben los alimentos y las plantas que se van a deshidratar, son los convencionales de limpieza y corte. Para la deshidratación de los alimentos, la forma de corte y el tamaño de las piezas, son de particular importancia porque aceleran el tiempo necesario para eliminar la humedad de los productos. Para cada alimento específico, se referirá la forma y el tamaño más adecuado de corte. Las plantas para condimentar, con la excepción de los rizomas como el jengibre o la cúrcuma, por lo general, no se someten a ningún tratamiento previo.

Dispositivos para el secado solar

El secado solar de los productos, sean alimentos o plantas aromáticas, puede realizarse de manera directa, lo que se conoce como secado solar directo, es decir, cuando las radiaciones solares inciden directamente sobre el producto, para lograr la evaporación de agua que con la circulación de aire es removida hacia la atmósfera.

Otra manera es la indirecta, donde la energía proveniente del sol se utiliza para calentar el aire que circula a través de un espacio o cámara de secado que contiene el producto a secar, de esta manera se remueve el agua hacia la atmósfera. Por último, se conoce también el secado solar híbrido o mixto que presenta partes de los sistemas directos e indirectos.

Existen numerosos diseños de dispositivos para el secado solar de alimentos y plantas aromáticas. La mayoría están compuestos por una cámara de secado que puede ser dispuesta de variadas formas, estructuras y materiales constructivos; muchos diseños utilizan colores oscuros en su interior, para permitir la absorción de los rayos solares. Los dispositivos para el secado solar necesitan de la circulación de aire, lo cual puede lograrse de forma pasiva, con el movimiento natural del aire caliente o activamente, con la ayuda de ventiladores que pueden ser movidos por fuentes de energía convencionales o por paneles solares.

Entre los modelos más conocidos para el secado solar se destacan tres tipos:

(1)los que tienen forma directa de calentamiento y presentan dos elementos que conforman el dispositivo (cámara de secado y colector) y están unidos de manera que la cámara que seca el producto hace a su vez de colectora de las radiaciones solares,(2) el secador solar indirecto donde los dos elementos están separados de manera que el aire se calienta por el colector, y (3) los mixtos que contienen ambos elementos.

Los dispositivos a emplear para el secado solar, en lo referente al diseño y dimensiones, dependen de los requerimientos de los productores, de los recursos disponibles y del volumen y las características del producto que se quiere conservar por secado solar. En principio, los secadores solares están conformados por un colector solar que permite capturar la energía proveniente del sol que calienta el aire, una cámara cerrada y cubierta donde se secan los productos y por bandejas u otros dispositivos que posibilitan colocar y sostener los alimentos o las plantas útiles.

Modelos más empleados de secadores solares

Estos pueden resumirse así:

• El secado en bandejas expuestas directamente al sol y al aire libre:

En esta forma de secado solar al aire libre, el sol y el aire inciden directamente sobre el producto. Lo más conveniente es colocar los alimentos sobre bandejas con fondo de malla para que el aire pueda circular a través del producto, además se aconseja levantar las bandejas del piso y en el caso de Cuba ubicarlas con una orientación hacia el sur. Estos dispositivos presentan la ventaja de su sencillez y economía constructiva, se recomiendan para volúmenes pequeños, tienen el inconveniente de su gran dependencia del clima, son también frágiles en cuanto a la higiene por ser susceptibles al contacto con insectos, roedores u otros animales indeseables.

• El modelo de gabinete o cabina:

Los secadores solares de gabinete o cabina, son fáciles de construir y de manejar, económicos, posibilitan calidad en el secado y permiten protección a la intemperie. Estos modelos pueden presentar diversas variantes, la más sencilla es la forma directa de secado, donde el colector solar y la cámara de secar forman una sola pieza que consiste en un cajón relativamente pequeño, cerrado, que se ha perforado para lograr la circulación de aire y que se cubre con vidrio o tela plástica transparente.

La otra variante es una forma indirecta de secado solar donde el colector está separado de la cámara de secado y el cajón está cerrado sin que presente superficies transparentes. El interior del cajón puede estar estructurado con bandejas forradas de malla en el fondo sobre las cuales se suspenden los productos a secar. Por último, en los gabinetes de diseño combinado, el colector solar está también separado de la cámara de secado, solo que la misma está confeccionada con vidrio u otro material transparente, ya sea con cobertura total o parcial. En algunas de las variantes de gabinetes o cabinas, se emplean chimeneas que mejoran la ventilación y facilitan la circulación de aire.

• El modelo de invernadero, tienda o cobertizo:

Este modelo se basa en el principio de que la radiación de los rayos solares es absorbida directamente por los productos y la circulación de aire generalmente es por convección. Es un modelo de construcción fácil y económico que no requiere fuerza de trabajo especializada. Las dimensiones pueden ser variables, de acuerdo con los fines que se persiguen, y por lo general, la cámara de secado y el colector forman una sola unidad protegida de la intemperie por un cobertizo y con la disposición de bandejas u otros dispositivos en su interior para sostener los productos a secar. Este sistema permite obtener productos de calidad con menores tiempos de secado y con protección a la intemperie.

• El modelo de túnel:

En los modelos tipo túnel se realiza generalmente un secado directo donde la cámara de secado, en la mayoría de los dispositivos, se levanta del piso y se suspende con un bastidor en el que se colocan los productos a secar directamente o se ubican bandejas cubiertas con una malla fina para evitar la pérdida de productos de estructura fina. La altura del túnel puede ser variable, para permitir colocar 1 ó 2 capas de alimentos o plantas útiles.

Sobre el túnel se coloca una estructura metálica o de otro material que se forra con material plástico resistente a los rayos solares, la que forma una cobertura que protege los materiales a secar de las inclemencias del tiempo y del ataque de insectos o animales indeseables. En algunos casos, en particular cuando los túneles se construyen de gran tamaño en cuanto a longitud, se emplean ventiladores o paneles solares fotovoltaicos que mueven ventiladores u otros dispositivos que facilitan la circulación de aire. Este modelo, cuando se trata de un tamaño pequeño o mediano que no requiere accesorios adicionales, es muy recomendado por la rapidez y calidad de los productos deshidratados, la economía y flexibilidad de su construcción con materiales locales y la facilidad de su manipulación, entre otras ventajas.

A estos modelos básicos se pueden añadir otros elementos, ya que existe gran cantidad de diseños de secadores solares que incorporan diferentes dispositivos como ventiladores, paneles solares, etc.

Almacenamiento

El almacenamiento de los alimentos deshidratados, ya sea en forma de harina, rebanadas o trozos pequeños, puede realizarse en cualquier recipiente que cierre lo más herméticamente posible. Sin embargo, resulta más práctico en bolsas o recipientes plásticos aptos para guardar alimentos. El almacenamiento no requiere refrigeración, pero es conveniente realizarlo en lugares frescos y no muy húmedos.El tiempo de almacenamiento es, por lo general, más de un año.

Fuente

Manual de conservación de alimentos y condimentos por secado solar. Vilda Figueroa y José Lama, página 30